Bu dövrdə Ağqoyunlular ən zəifindən başlayaraq bütün rəqiblərini özlərinə tabe etmişdilər. Hətta Uzun Həsən sədaqət andı içdiyi Cahanşahı da 1467-ci ildə böyük bir meydan döyüşündə məğlub edərək Qaraqoyunlu torpaqlarını da öz ölkəsinin tərkibinə qatmışdı. Nəhayət Xorasan hökmdarı Teymurilərdən Əbu Səidi də 1469-cu ildə bir döyüşdə əsir aldıqdan sonra İran və İraqı da əhatə edən yeni imperiya yaranmışdı.

Ağqoyunlu-Osmanlı münasibətlərinin pisləşməsində ticarət mənafelərinin toqquşmasının mühüm rolu olmuşdu. XV əsrin II yarısında beynəlxalq əhəmiyyəti olan başlıca karvan yolları Ağqoyunlu dövlətinin ərazisindən keçirdi. Bu yollardan biri Yaxın və Orta Şərq bazarlarını Təbrizlə, Xəzər sahili Azərbaycan bölgələrini isə, Həştərxan vasitəsilə Moskva ilə birləşdirirdi. Digər mühüm karvan yolu Hindistanı, İranı və Azərbaycanı Qara dənizlə birləşdrən Hörmüz-Təbriz-Trabzon ticarət yolu idi. Şərq-Qərb ticarət əlaqələrinin inkişafında Təbriz-Bursa-İstanbul yolunun da böyük əhəmiyyəti vardı. Azərbaycan-Osmanlı və Azərbaycan-Avropa ticarət əlaqələrində Təbriz-Bursa karvan yolu mühüm rol oynayırdı. Bu karvan yolunda başlıca məntəqə Toqat idi. Təbrizdən gedən ticarət karvanları Toqatda Şirvan, Gəncə və Gürcüstandan gəlmiş ipək karvanları ilə birləşir və Bursaya yönəlirdi. Fəxri Dalsar Bursaya gedən ipək karvanlarında təxminən 300–400 yük heyvanının olduğunu göstərir. Xəlil İnalcik qeyd edir ki, Təbrizdən gələn hər karvan Bursaya orta hesabla 200 tay ipək gətirirdi. Şirvan ipəyi də Bursa ticarətində əsas yer tuturdu.

Aralıq dənizinin Şərqində möhkəmlənmək uğrunda Venetsiya ilə müharibəyə başlamış II Mehmed Avropa-Şərq ticarətində inhisar mövqeyinə malik olmaq istəyirdi. Müzəffər Arıkanın fikrincə, osmanlılar nəinki Anadoludan keçən ticarət yollarına, Şərq ilə Qərb arasında bütün ticarət yollarına hakim olmağa çalışırdılar. Buna görə də II Mehmed müxtəlif üsullarla avropalıların Şərqlə ticarətinə mane olurdu. O, Osmanlı Türkiyəsi hüdudlarında toxuculuğun inkişafına ciddi fıkir verirdi. Sultan Türkiyəni Şərqdən alınmış ipəyi toxuyaraq avropalılara hazır məhsul şəklində satan bir ölkəyə çevirməyə çalışırdı. O, bu məqsədlə, cürbəcür məhdudlaşdırıcı tədbirlərlə Azərbaycandan gətirilmiş xam ipəyi Osmanlı Türkiyəsindən xaricə aparılmasına maneçilik törədirdi. Azərbaycandan gətirilmiş xam ipək əlverişli olmayan şərtlərlə Osmanlı tacirlərinə satılmalı idi. Ağqoyunluların Osmanlı ərazisi vasitəsilə Qərblə ticarət etməyə məcbur olduqlarını yaxşı anlayan II Mehmed Azərbaycan tacirlərindən çoxlu gömrük haqqı alırdı. Azərbaycandan Bursaya gedən ipək karvanlarından iki yerdə (Toqatda və Bursada) gömrük haqqı alınırdı. Xəlil İnalcik qeyd edir ki, Azərbaycan tacirləri Toqatda ikinci gömrük vergisindən çox şikayət edirdilər. Uzun Həsən isə bunu Fatehin çıxardığı haqsız bir bidət hesab edir və pisləyirdi. Sultan II Mehmed Şərqdən gələn ipək karvanlarından gömrük haqqı almaqla kifayətlənmirdi. O, 1453-cü ildə strateji, hərbi-siyasi, iqtisadi əhəmiyyəti olan Bosfor və Dardanel boğazlarını ələ keçirmiş, sonra isə Şərq istiqamətində də geniş istilaçılıq müharibələrinə başlamışdı. Sultan bu zaman Ön Asiyada mövcud olan bütün xırda feodal dövlətlərini (Qaraman, İsfəndiyar oğulları, Alaiyyə, Zülqədəroğulları bəyliklərini, Şimali Anadoludakı Kenuya müstəmləkələrini, Trabzon və Ağqoyunlu dövlətlərini) aradan qaldırmaq, Bütün Anadolu yarımadasını öz hakimiyyəti altında birləşdirmək istəyirdi.

Sultan II Mehmedin Trabzon yunan dövlətini aradan qaldırmaq cəhdləri də Ağqoyunlu-Osmanlı ziddiyyətlərini kəskinləşdirdi. II Mehmed Trabzonu tutmağa və beləliklə özünün başlıca rəqibi olan Ağqoyunlu dövlətini Qara dənizə çıxış yolundan məhrum etməyə, onun Qərblə əlaqələrini kəsməyə can atırdı. Səlahəddin Tanselin fikrincə, Fateh Trabzonu almaqla Şərq ilə Qərbi birləşdirən böyük dəniz ticarəti yolunun nəzarətini öz əlinə keçirmiş olardı. 1461-ci ilin 26 oktyabrında Trabzon zəbt edildi. Şəhərin əldən getdiyini görən Saray Xatun öz gəlininin (Dəspinə xatunun) Trabzon taxtına olan varislik hüququnu irəli sürdü. O, bundan istifadə edib Trabzon xəzinəsini sultanla bölüşdürdü. Trabzonun fəth olunması nəticəsində Ağqoyunlu dövləti nəinki öz müttəfiqini, habelə Qara dənizə olan yeganə çıxış yolunu da itirdi. Ağqoyunlu-Osmanlı münasibətləri xeyli kəskinləşdi.

Qaraman hadisələri isə Ağqoyunlu-Osmanlı ziddiyyətlərini son həddə çatdırdı. Ancaq aralıq dənizi sahilində, çox əlverişli coğrafi mövqedə yerləşmiş Qaraman bəyliyi bütün Anadolu yarımadasını ələ keçirməyə çalışan Osmanlı dövləti ilə, Qərbi Avropa ölkələri ilə bilavasitə ticarət əlaqələri yaratmağa çalışan Ağqoyunlu dövləti arasında mənafelərin toqquşduğu düyün nöqtəsi idi. Trabzonun işğalından sonra Qara dəniz ticarətindən məhrum olan ağqoyunlular üçün Qaramanın əhəmiyyəti xeyli artmışdı. Qaraman bəyliyi osmanlılara qarşı Ağqoyunlu dövlətinin ənənəvi müttəfıqi idi. Qaraman ərazisinin Ağqoyunlu dövləti üçün hərbi-strateji məntəqə kimi əhəmiyyəti daha böyük idi. Osmanlı imperiyası ilə labüd olan müharibənin yaxınlaşdığı bir şəraitdə Uzun Həsən Qaraman ərazisini heç cür itirmək istəmirdi.

Türk mənbələrinə görə, müharibəni sürətləndirən hadisələr 1472-ci ilin yayında Ağqoyunluların Toqat və 1473-cü ilin qışında Qaramana hücumlarıdır. Bu ərəfədə Uzun Həsən zəif olduğu bir vaxtda onu təhqir edən Məmlük sultanına ibrət dərsi vermək və Aralıq dənizinə enişi asanlaşdırmaq üçün ordusunu toplayıb Diyarbəkirə yola düşmüşdü. O, bu zaman döyüş fikrində olmadığı üçün osmanlılardan Amasiya valisi Şahzadə II Bəyazidə məktub göndərərək dostluq münasibətlərinin inkişaf etdirilməsini istədi. Lakin osmanlıların Qaraman torpağına soxulması və qaçan Qaraman bəyləri Pir Əhməd və Qasım bəyin Uzun Həsənin yanına gəlməsi hər şeyi dəyişdi. Ağqoyunlulara sığınan əmirlər osmanlıların onları Qaraman torpağında necə sıxışdırdığından, qadın-uşaq demədən müsəlmanları qırdıqlarından bəhs etdilər. Anadoluda hegemonluq uğrunda mübarizəyə başlamış Uzun Həsənin Qaramana hərbi, siyasi müdaxiləsi və bu bölgədə müttəfıq bir dövlətin olmasını istəməsi təbii idi.Söylənənlərdən dəhşətə gələn Uzun Həsən Bektaşın oğlu Əmir bəy Mosullunun komandanlığı ilə Osmanlının ən müdafiəsiz şəhərlərindən biri olan Toqata ordu göndərdi. Əmir bəy Toqatı asanlıqla ələ keçirdi. Osmanlı şahzadəsi və Amasya hakimi II Bəyazidin bura doğru gəlməktə olduğu xəbərini eşidən zaman isə Diyarbəkirə qayıtdı. 1472-ci ilin qışında bu dəfə Yusif ibn Cahangiri 20 minlik ordu ilə Qaramana göndərdi. Osmanlı tərəfi bundan xəbər tutub Fateh Dvaud paşa rəhbərliyində böyük bir ordunu Qaramana Ağqoyunlu üzərinə yola saldı. Tərəflər Bəyşəhir adlı yerdə qarşı qarşıya gəldi. Nəticə də Ağqoyunlu tərəfi məğlub oldu. Yusif ibn Cahangir əsir düşdü.

Ağqoyunlu-Osmanlı münasibətlərinin II dövründə Uzun Həsən Osmanlılara qarşı hərbi ittifaq yaradılmasının əsas təşkilatçısı idi. Bu vaxtdan Ağqoyunlu dövlətinin Osmanlı Türkiyəsinə qarşı münasibətlərinin xarakteri də dəyişdi. XV əsrin 60-cı illərinin sonuna yaxın Osmanlı imperiyasına qarşı mübarizə Ağqoyunlu dövlətinin başlıca xarici siyasət məsələsinə çevrildi.

Venesiya Cumhuriyyət Senatı 2 dekabr 1463-cü ildə Fateh Sultan Mehmedə qarşı Ağqoyunlular və Anadolu bəylikləri ilə ittifaqa girmək barədə qərar qəbul etmişdi. Venesiya administrasiyası 1464-cü ildən sonra Ağqoyunlu sarayına bir neçə elçi də göndərmişdi. Bununla da Osmanlılarla baş verəcək 16 illik müharibənin də başlanğıcı qoyulmuşdu.

Osmanlı Türkiyəsi ilə müharibənin labüd olduğunu anlamış Uzun Həsən toqquşmaya ciddi hazırlıq görürdü. Mənbələrin məlumatına görə, Ağqoyunlu hökmdarı osmanlılara qarşı müharibə üçün yalnız İraqdan 37 min əsgər səfərbər etmişdi.Bundan başqa Fars, Kirman, Diyarbəkir vilayətlərindən, Ümman sahilindən toplanan əsgərlər Ucan mövqeyində toplandı. Ağqoyunlu ordusunun 40 min zirehli və mizraqlı, 30 min isə digər silahları daşıyan süvariləri varidi.

Venesiya səfiri Katerino Zeno Təbrizə gələndə Uzun Həsən Osmanlı üzrəinə yürüş etmək üzrə olduğunu və "Türk sultanını" məğlub etməsə Anadoludan geri çəkilməməkdə qərarlı olduğunu bildirmək üçün ispan əsilli yəhudi İshaqı Venesiyaya göndərdiyini öyrəndi. Lakin Uzun Həsəni düşündürən yeganə məsələ onun süvarilərdən ibarət ordusunun odlu silahlardan, xüsusən də Osmanlı ordusunda çox olan topdan məhrum olması idi. Uzun Həsən bilirdi ki, bu çatışmazlıqları müttəfiqi Venesiya aradan qaldıra bilər. Buna görə də Uzun Həsən 1472-ci il mayın 30-da səfiri Hacı Məhəmmədi İshaqın ardıycan Təbrizdən Venesiyaya göndərdi.

Uzun Həsən, Venesiya ilə etdiyi razılaşmaya uyğun olaraq; Venesiya gəmiləri Qaraman sahillərinə odlu silah və onlardan istifadə edəcək kiçik bir qüvvə gətirəcək, Uzun Həsən isə qüvvə göndərərək müttəfiqi ilə əlaqə quracaqdı. Uzun Həsən həmçinin Anadolunu alacaq, Osmanlı sultanını Qara dənizi Venesiya gəmilərinə açıq tutmağa məcbur edəcək, Midilli, Ağriboz və Arqos Venesiyaya qaytarılacaq, venesiyalılar Uzun Həsəni boğazdan keçirərək İstanbulu fəth etməyə kömək edəcəkdilər. Silahların dəniz yolu ilə çatdırılmasını təmin etmək üçün venesiyalılar Kiçik Asiyanın Osmanlı limanlarına basqın etmək qərarına gəldilər.

Admiral Pietro Moceniqonun rəhbərliyi altında müttəfiq qoşunları donanma göndərdi. Donanma 70 Venesiya, 16 Napoli, 22 Rodos, 16 Papa, 5 Kipr gəmisindən ibarət idi. Venesiyadan toplarla (6 böyük, 10 orta və 36 kiçik bombardman, 500 arbalet, 5000 tüfəng) dolu iki böyük gəmi göndərildi. Uzun Həsənin ordusuna təlim keçmək üçün polkovnik Tommasonun komandanlığı ilə beş zabit yüklə birgə yola salınmışdı. Söz verilən silahlar Mərsinə çatdırılsa da, Osmanlılar hərəkətə keçərək yükün daşınmasına mane oldular. Nəticədə Uzun Həsənin ordusu odlu silahsız qaldı.

Sultan "ali divan idüp vüzərə-1 izəma" "şərqdə İslam adına" olan, lakin şəriətə uyğun hərəkət etməyən, Osmanlı təbəələri ilə düşmənçilik edən Uzun Həsənə qarşı yürüş edəcəyini bildirdi. Həmçinin ona tabe olan xristian şahzadələrinə, bütün Rumeliyə və Anadolu bəylərinə döyüşə hazırlaşmaq üçün əmrlər və adamlar göndərdi. Sultan onların orduya qatılacağı yerləri də göstərdi. Fatehin əmri ilə yunanlar, serblər, albanlar və valaklardan ibarət xristian qüvvələri Ankarada orduya qatılacaqdı. Sultanın əmrləri qısa müddətdə hər yerə çatdırıldı. Osmanlı İmperiyasının bütün vilayətlərində hazırlıqlara başlanıldı. Mora, Bosniya, Valaxiya, Alaiye, Anadolu, Mentəşə, Qaraman, Kastamonu, Trabzon və digər vilayətlərdən toplanan əsgərlər paytaxt İstanbula gətirildi. Bunlardan 20.000-i Azap, 10.000-i Yeniçəri, 10.000-i qapıqulu, 60.000-i isə süvarilər idi.

1472-ci ilin payız və qışını hazırlıqlarla keçirən Osmanlılar, əsas ordunun görüş yeri olaraq Bursa Yenişehiri qərarlaşdırdılar. Rumelidə toplanan qüvvələr Geliboludan Anadoluya keçmişdi. Digər tərəfdən Fateh Sultan Mehmed isə 1473-cü il aprelin 11-də İstanbuldakı qüvvələrin başında hərəkət edərək İznik yolu ilə Yenişehirə gəldi. Beypazarıda Qaraman valisi Şahzadə Mustafa, Amasiya valisi Şahzadə Bəyazıd öz qüvvələri ilə gələrək orduya qatıldılar. Osmanlı ordusu səksən beş min nəfərə çatdı. Onların altmış mini zirehli və silahlı, iyirmi beş mini isə yeniçəri idi. Başqa bir mənbədə isə Fatehin yüz əlli minlik ordusu ilə Üsküdardan Ağqoyunlularla hesablaşmaq üçün yola çıxdığı bildirilir.

Uzun Həsən isə əsas ordudan çox uzağa düşmüş Osmanlı ordusunu yıxıb, yeməksiz qoyaraq darmadağın etmək istəyirdi. Fatehin ordusunun ən çox yetmiş min ilə yüz min arasında olduğu təxmin edilir. Qaynaqlardan yazılır ki, Uzun Həsən Tərcanla Ərzincan arasındakı düzənlikdə Osmanlı ordusunu görmüş və heyrətini "Vay, nə dəryadır" deyərək ifadə etmişdi. Osmanlılar toplarını və döyüş arabalarını sahəyə yayaraq dərhal döyüş mövqeyini tutdular. Osmanlı ordusu Fəratın şimal sahili boyunca Tərcan bölgəsində yerləşirdi. Fəratın o biri tərəfində isə Ağqoyunlu ordusu var idi. Uzun Həsən oğlu Uğurlu Məhəmmədi Munqalay edərək qabağa göndərdi. Bu vaxt Osmanlı ordusu Fərat çayını keçib Ağqoyunlu düşərgəsinə yaxınlaşmışdı. Sultan Mehmed Rum vilayətinin valisi Xas Murat paşanı bölgəni araşdırmaq üçün göndərdi. Əvvəlcədən Osmanlı qoşununu təqib edən Uğurlu Məhəmməd rəqib komandirə görünüb, yüngül bir toqquşmadan sonra gözdən itdi. Xas Murad paşa Sultandan kömək istəyir. Sultan isə Mahmud paşanı onun köməyinə göndərir. Mahmud paşa təcrübəli sərkərdə idi və rəqibinin niyyətini başa düşürdü. Bu səbəbdən o, Xas Murad paşaya Ağqoyunlu qoşununu təqib etməyi qadağan etdi. Lakin yanındakı bəzi təcrübəsiz adamlar "Mahmud paşa türkmən ordusunun məğlubiyyətini görüb, sənin qələbəni əlindən almaq istəyir. Ən yaxşısı hücum edib Ağqoyunlu qoşununu məhv etməkdir" deyərək Xas Murad paşanı razı saldılar. Digər tərəfdən Osmanlı ordusunun gəldiyini görən Uğurlu Məhəmməd bir müddət gizli təqibdən sonra dar keçiddə onların üzərinə hücuma keçdi. Burada tərəflər arasında böyük toqquşma oldu. Osmanlılar nə baş verdiyini anlamadan müharibə başa çatdı. Xas Murat paşa da daxil olmaqla 4000 əsgər (bəzi mənbələrdə 12 min) Ağqoyunlular tərəfindən öldürüldü. Turxan oğlu Ömər bəy kimi bir çox əmir əsir götürüldü.Uğurlu Məhəmməd bu sevindirici xəbəri atasına çatdırıb dərhal hərəkətə keçərək Mahmud paşanı məğlub etmək üçün icazə istəsə də Uzun Həsən arvadı təklifinə əməl edərək onu geri çağırır. Çünki Sultan Xəlilin və Yaqubun anası Səlcuqşah düşünürdü ki, Uğurlu Məhəmməd uğur qazansa, oğullarının taxt-tac şansı puç olacaq. Nəticə böyük tarixi fürsət əldən verildi. Bu ilk qarşılaşma 4 avqust 1473-cü ildə baş vermişdi.

Bu döyüşün təsiri hər iki tərəf üçün fərqli oldu. Osmanlı tərəfində matəm və bədbinlik hökm sürərkən, Ağqoyunlular arasında bayram əhval-ruhiyyəsi varidi. Uzun Həsənin özünə inamı təzələndi. O, Fatehin taleyini əvvəllər məğlub etdiyi hökmdarlarla müqayisə edir və artıq qələbə xəbərini ətraf ölkələrə göndərirdi. O Katerino Zenoya göndərdiyi məktubda artıq Osmanlıları təqib etmək istəmədiyini, lakin oğlanları və yaxın adamlarının müharibəni davam etdirmək istədiklərini bildirir. Bundan başqa mənbələr yazır ki, Uzun Həsəni bu müharibəyə təşviq edənlərdən biri xanımı Dəspinə xatun olmuşdu. Buna səbəb Dəspinə xatunun ailəsinin qisasını almaq istəyi idi. Uzun Həsənin digər xanımı Səlçuqşah bəyim də müharibənin davam etməsi tərəfdarı idi. Çünki o düşünürdü ki, Uğurlu Məhəmmədin bu döyüşdə fərqlənməsi onun oğlanları üçün böyük risk idi. Buna görə də onların da müharibədə iştirak edib atalarının gözündə Uğurlu Məhəmməddən geri qalmamalarını istəyirdi. Lakin bu məğlubiyyət Osmanlıları qamçıladı və onlar səhvlərini düzəltmək üçün yeni tədbirlər gördü.

Uzun Həsən Osmanlı ordusunu 1 həftə təqib etdi. Məqsədi onları yormaq və fürsət düşdükdə hücuma keçmək idi. Nəhayət 16 Rəbiuləvvəl 877-ci il (21 avqust 1472 bəzi mənbələrdə 11 avqust 1473-cü il) Tərcan dağının təpələrində Ağqoyunlu qoşunu göründü. Osmanlılar bu zaman bu təpələrin ətəyindəki vadidən keçirdi. Türkmən ordusunu görən kimi bu barədə Sultana xəbər çatdırdılar. "Həsən şah dağda istehkam qurub və döyüşə hazır mövqedədir. Əgər bizi ora çəkərsə pusquda gözləyən canavar kimi əlinə düşərik." Fateh xəbəri eşidən kimi ata minərək əsgərlərinə tabelik yaratmağı əmr etdi. Özü isə dəmir zirehini geyərək mərkəzdə dayandı. Bu ərəfədə o, ordusunun ön hissəsini döyüş arabaları və zəncirlərlə bağlayaraq möhkəm istehkam düzəltdi. Bu istehkamların arxasında və Sultanın düz qarşısında 10.000 yeniçəri tüfəngləri ilə yerlərini tutdu. Onların yanında 1500-ə yaxın sipahi, 2000 silahdar, 2000 ulufəçi, 2000 azab, 2000 piyada və süvari olmaqla 20.000 əsgər var idi. Sağ qanadda şahzadə Bəyazid, baş vəzir Mahmud paşa və 40 sancaq bəyi yerlərini tutdular. Onların qabağında, piyada formada Rum əyalətlərinin azabları var idi. Qaraman ordusu ilə Şahzadə Mustafa, Anadolu əsgərləri ilə Davud Paşa və 24 sancaq rəisi sol qolda idi. Onların qarşısında 20.000 azab var idi.

Qarşı təpələrdən osmanlıları seyr edən Uzun Həsən bəy öz ordusunu döyüş mövqeyində yerləşdirməyə başladı. O, bir neçə seçkin əsgərlə mərkəzdə olarkən sağ qanadı oğlu Zeynəl Mirzə və Şah Əli bəy Pörnək, Bayındır bəy, Sufi Xəlil Mosullu və Süleyman Biçən kimi məşhur sərkərdələrə həvalə etdi. Osmanlı ilə əsl döyüş bu qanad arasında baş vermişdi. Sol qanadda Uzun Həsən bəyin qardaşı Cahangir Mirzənin oğulları Murad və Əli bəy, Qaraman oğlu Qasım bəy, Mənsur bəy Əfşar, İlaldı bəy Cepni, Arslan bəy Zülqadir, əmirlər və bəylər vardı. Uzun Həsənin böyük oğlu Uğurlu Məhəmməd isə sol cinahın arxasında ehtiyat qüvvə kimi gözləyirdi.

Bundan sonra türkmən ordusu bölük halında təpədən döyüş meydanına doğru enməyə başladı. Qısa müddətdə döyüş meydanı əsgərlərin çoxluğundan yer görünmürdü. Ağqoyunlu ordusundan meydana ilk əvvəl nizəçilər, qaranay və zəng dəstəsinin müşayiəti ilə endilər. Uzun Həsən bəy təpədə onları seyr edirdi.

Digər tərəfdən türkmən ordusunun gəldiyini görən Osmanlı sultanı ordusuna hərəkət etməyi əmr etdi. Mahmud paşa əvvəlcə qırmızı birlik, azab və Anadolu süvariləri ilə hücuma keçdi. Sonra Osmanlı topçuları və tüfəng atıcıları Ağqoyunlu ordusunu atəşə tutmağa başladılar. Bu hadisəni təsvir edən Həsən bəy Rumlu yazır ki, "Tüfənin saçdığı qığılcımlardan yürüzü Ağqoyunlu qoşununa dar gəlirdi". Sağ qanaddan Şahzadə Bəyazid təpədə ehtiyatda olan Uğurlu Məhəmmədə doğru hərəkət etdi və iki qüvvə arasında mübarizə başladı. Sol qanaddan Fatehin digər oğlu Şahzadə Mustafa Davud Paşa və Qaraman ordusu Uzun Həsən bəyin yerləşdiyi təpəyə hücum etdi. Anadolu süvariləri, piyadaları və azablar böyük nifrətlə Ağqoyunlu mərkəzinə doğru irəlilədilər. Onlar Uzun Həsən bəyin yerini top və tüfənglə də atəşə tutdular. Bu qarışıqlıqda Fateh yavaş-yavaş Ağqoyunlu hökmdarının olduğu təpəyə qalxarkən Mahmud Akanın komandanlığı ilə Anadolu azabları Zeynəl bəyin ordusuna çatır. Ağqoyunlu şahzadəsi öz əsgərləri ilə onların üzərinə hücuma keçərək çoxlu azab öldürdü. Lakin azablar fürsət tapıb, piyada Zeynəl bəyi mühasirəyə aldılar, Mahmud Aka isə atının ayağını vuraraq şahzadəni atından aşağı saldı. Zeynəl bəy ayağa qalxmamış başını sinəsindən ayırıb Osmanlı şahzadəsi Mustafaya göndərdi. Bu döyüşün taleyini həll edən an idi. Çünki digər qanadlarda nə Mahmud Paşa nə də Bəyazid nəticə ala bilməmişdi. Bu zaman Anadolu azabları Uzun Həsənin olduğu nöqtəyə gəlib hücuma keçdilər. Bir anda Ağqoyunlu qoşununa çaxnaşma düşdü. Uzun Həsən bilirdi ki, 1 dəqiqə də gözləsə əsir düşəcək. Bu səbəbdən döyüş meydanından çətinliklə də olsa qaça bildi. Özünə çox bənzəyən Pir Məhəmməd bəy Alpavutu isə öz yerinə qoydu. Osmanlı əsgərləri onu əsir götürdükdə Məhəmməd bəy Uzun Həsən olduğunu söylədi və digər əsirlərlə birlikdə şahzadə Bəyazidin yanına aparıldı. Bu zaman Uğurlu Məhəmməd ilə Bəyazid arasında döyüş hələ də davam edirdi. Uğurlu Məhəmməd atasının əsir düşdüyünü eşitdikdə mübarizəni dayandırıb qaçmağa çalışdı. Onu təqib edən osmanlı əsgərləri bir çox ağqoyunlu əsgərini öldürüb, bəzilərini əsir götürdü.

Dövrün Osmanlı tarixçilərindən Nəşri Mehmed Əfəndi öz üslubu ilə bu döyüşü belə təsvir edir:

"Rəvayətdir ki, Xas Murad hadisəsi baş verdi. Ondan sonra Hünkar Bayburdda mütəvəccih oldu. 6 gün köç edib, çərşənbə günü Üç-Ağızlı deyilən yerə yetişib, qalmaq tədarükündə ikən, Otluqbeli deyilən yerdə təpə başından Həsən Dıraz əsgərindən Kafir İshaq adlanan şəxs günorta vaxtı göründü.Davud Paşa o zaman Anadolu bəylərbəyi idi. "

Aşıq Paşaoğlu isə "Təvarixi Ali Osmanlı" əsərində döyüşü belə nəql edir. "Padşah Bayburta yönəldi, bu hadisəsən sonra 6 gün daha yeridilər. Dayanmadılar, dərə təpə keçdilər. Padşahın 2 oğlu iki qanaddan yeridi. Şahzadə Mustafa qoluna Uzun Həsənin bir oğlu qarşı oldu ki, onun adı Zeynəl idi. Şahzadə Bəyazid qolunu isə şahın o biri oğlu, Uğurlu Məhəmməd qarşıladı. Padşahın qarşısında Uzun Həsənin özü dayandı. Sultan Mehmed qalib gəldi." Öz dövrünün günlük danışıq dili ilə yazılan bu əsər ifadə və dil baxımından hadisələri çox anlaşıqlı bir üslub ilə nəql etmişdir.

Döyüşdən sonra bilavasitə iştirakçılar və ya şahidlər tərəfindən günümüzə qədər gəlib çatan bir çox təsvir və məlumatlara rast gəlirik. Döyüş barədə Səfəvi səfiri və diplomat Oruc bəy Bayat yazırdı: "Bu qələbə Fateh Sultan Mehmede o qədər baha başa gəldi ki, bir daha Ağqoyunlu torpaqlarına hücum etməyə cəsarət etmədi."

Bir digər mənbə isə Uzun Həsənin sarayında olmuş Venesiya səyyahı Katerina Zenonun həmçinin, Uzun Həsənə xidmət göstərmiş Əbubəkr Tehraninin yazdılarıdır.

Döyüşdən əvvəl Osmanlı ordusunun cəmi 8 günlük ərzaq ehtiyatı qalmışdı. Döyüş başa çatdıqda Fateh Sultan Mehmed döyüş meydanına enir və Uzun Həsəni təqib etmək məsələsini vəzirləri ilə müzakirə etdi. Hər nə qədər yaxın adamları onu təqib etməyə təşviq etsə də, Fateh Sultan Mehmed bu təklifi geri çevirdi.

Təpələri tutmağa müvəffəq olan Davud və Mahmud paşanın səyləri nəticəsində Osmanlı ordusu dar bir ərazidə basqın mövqe tutaraq döyüşün gedişatını öz leyhinə çevirə bilmişdi. Uzun Həsənin oğlunun ölümü isə döyüşün taleyini müəyyənləşdirən hadisə olmuşdur. Döyüşdən sonra bəzi mənbələrin yazdığına görə Ağqoyunlu ordusundan 4 min əsgər öldürülmüş, 2 mini isə əsir düşmüşdü. Topqapı arxiv sənədlərində isə bu rəqəmlər Ağqoyunlu tərəfdən 66 min, Osmanlı tərəfdən 55 min itki kimi qarşımıza çıxır. Həmçinin Osmanlı tərəfin 5 min əsir götürdüyü də bu sənədlərdə öz əksini tapır. Mehmed 3 gün də müharibə meydanında qaldıqdan sonra İstanbula yola düşür. Fateh bundan sonra Şəbin Qarahisar üzərinə yürüş edib buranı da ələ keçirmişdir. Ağqoyunlular bu döyüşdə Qoyluhisar, Şəbin Qarahisar, Niksardan başqa böyük torpaq itgisi vermişdi. Ağqoyunlular Azərbaycan və İran ərazisinə sıxışdırılmışdı.

Fateh Şəbin Qarahisarda olarkən Uzun Həsənin elçisi Mevlana Əhməd Bəkrici onun yanına gəlib sülh təklif etdi. O həmçinin əsir düşən bəyləri də xilas etmək üçün təşəbbüs göstərdi. Fateh Sultan Mehmed onun bu təklifinə qulaq verib əsir düşən bəylərdən bir neçəsini bağışladı. Belə ki, döyüşdə əsir düşən Pir Məhəmməd Alpavut, Ömər bəy Çaxırlı kimi əmirlər azad edildi. Teymurilərdən Mirzə Məhəmməd Bağır, Mirzə Zeynəl və Mirzə Müzəffər isə Amasya qalasına həbs edildi. Bundan başqa Həsən şahın yaxın adamlarından qadı Mahmud Şərihi və Xoca Seyid Məhməd Münşi, həmçinin Uzun Həsənin mühasib və imamı qadı Həsən Keyfi kimi şəxsləri isə hörmət göstərərək öz himayəsinə qəbul etdi. Fateh Sultan Mehmed zəfərin şərəfinə 4 min köləni azad edir. Üməra və əsgərlərinin hər birinə 100 min akça qızıl paylayır. Ağqoyunlulardan əsir düşənlərinin demək olar ki, hər birini edam etdirir.

Ağqoyunlu tərəfi həmçinin Şəbin Qarahisarın işğalını qəbul etməli, bir daha Osmanlı torpaqlarına daxil olmamaqla razılaşmalı idilər. Lakin çox keçmədən Uzun Həsənin yenidən Venesiya elçiləri ilə görüşdüyü xəbəri Fateh Sultan Mehmedə gəlib çıxır. Xəbəri eşidən Fateh Mehmed Teymuri Herat hökmdarı Hüseyn Bayqaraya məktub göndərib Uzun Həsənə qarşı birgə mübarizə aparmağı təklif edir. Həmçinin Ağqoyunlularla sülh müqaviləsinin imzalanmasında vasitəçilik edən vəziri Mahmud Paşanı da vəzifəsindən azad edir. Buna baxmayaraq tərəflər arasındakı sülh pozulmaz olaraq qalır.

Otluqbeli döyüşündən sonra Uzun Həsənin son illəri olduqca sakit keçmişdi. Uzun Həsən bu hadisədən sonra tək səfəri Gürcüstan üzərinə oldu. 1477-ci ildə təqribən 20–24 min nəfərlik qüvvə ilə Osmanlı torpaqlarına da səfər etməsi gözlənilsə də o, Gürcüstan üzərinə yönəldi. Bu səfərdə İmareti kralı Baqrati vassal aslılığına düşərək, vergiyə tabe tutuldu. Gürcülərdən illik 16 min duka vergi alınacaqdı.